187342. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szivacsos szerkezetű vagy szilárd habként tekinthető formatest vagy bevonat előállítására
1 . 187 342 2 felhasznált anyag komponensein túl még alumíniu»Í-hidroxidot és lúgos folyósítószert, például víztlVeget is adagolnak az öntőiszaphoz. Ennek ellenére az így előállított massza esetében is még 5-7% a zsugofpdás mértéke. Szakmai körökben közismertnek mondható a normál portland cementek, vagy timföldcementek kötőkéjiessége és kötési ideje, amely habosított rendszerekben nagymértékben megnő, és ezen idő * alatt a gázbuborékok eltávoznak. Töltőanyagok alkalmazása esetén pedig a fajsúlykülönbségek miatt a hosszú szilárdulási idők következtében a gáz- buborékok és a töltőanyag a folyadékban kiválnak, ülepednek. A találmány szerinti eljárás elé kitűzött cél az : volt, hogy olyan eljárást biztosítson formatestek, ft vagy bevonatok előállításához, amelynek segítségével létrehozott termék anyaga habosított rendszerűnek tekinthető, mikroporózus szerkezetű és amely eljárással készített termék tulajdonságai kedvezőbbek, mint az ismert hasonló célú eljárások eredményeként született termékeké, azonkívül maga az eljárás, mint technológia nem költségesebb, mint az ismertek, és mindezeken túl nem igényel az eljárás drága, nehezen beszerezhető és nagy üzemköltségű berendezéseket. További cél volt a találmány szerinti eljárás létrehozásakor, hogy az eljárás révén magas hőállóságú - 1600 °C, vagy még ennél magasabb üzemi hőmérsékletet is kibíró - agyagmentes, az oxidkerámiában alkalmazott alapanyagokból felépíthető, mikroporózus habszerkezet kialakítása váljék lehetővé, amelyet magas hőmérsékletű hőkezelő, vagy égető berendezések, vagy reaktorok belső bélésanyagaként is fel lehet használni. A találmány szerinti eljárás elé kitűzött célok elérésének érdekében alapos elemzést kellett végezni a vizes közegü szilárdrészecske-diszperziók (szuszpenziók), valamint a vizes közegű gázdiszperziók (habok) fizikai és kémiai törvényszerűségei területén. A habok voltaképpen folyékony közegben diszpergált gázok. A nagy töménységű gázdiszperziók a folyékony közeget vékony hártyákká (lemezekké) torzítják. Ezek a lamellák választják el egymástól a gázbuborékokat. Állandó habok csak habképző anyagok oldataiból keletkezhetnek. Ilyenek a vizesközegű amfipatikus molekulákból, vagy makromolekulákból felépült anyagok. Szerkezeti felépítés szerint kétféle hab keletkezhet. Az egyik habféleség a poliéderes hab, amit valódi habnak szoktak tekinteni, a másik habféleség pedig az úgynevezett gömbhab. A gömbhabok szükségszerűen átalakulnak valódi habokká. A habok potenciális energiája nagyobb mint a tömbfázisé, s így a habok stabilitása metastabílis egyensúlyi állapot, vagyis csak hosszabb-rövidebb ideig változatlan. A habok megszűnésének részfolyamatai a következők: a folyadék kiszivárgása a hablamellákból, a gázbuborékok átdiffunálása a nagyobb gázbuborékokba, a folyadék párolgása, külső hatások, mint például hőmérsékletkülönbségek, amelyek hatására a lamellák elszakadnak, a habszerkezet széttörik. A háromfázisú durva diszperz-rendszerekben mind a három fázis - gáz-folyadék-szilárdrészecske - részt vesz a rendszer felépítésében. A vizes közegű háromfázisú szilárdrészecske-gázdiszperziók nincsenek termodinamikai egyensúlyban. A legkisebb szabadenergiára való törekvésük következménye a diszperzitásfok-változás, koagulálás, ülepedés, az elektrokinetikai potenciál kritikus érték alá csökkenése, deszorpció, dehidratálás. A részfolyamatok egymást átfedhetik, vagy egymást megelőzhetik. Az elméleti és a gyakorlati ö sszefüggések alapján a háromfázisú habok stabilitásának alapvető feltételei a következők lehetnek: a határfelületek aktivizálása, elektromos potenciálgát, és ebből következően az elektromos kettősréteg kialakítása és állandósága, elektromágneses erőtér, adszorpciós egyensúlyi állapot, kémiai kötés (kemoszorpcíó), gázdiszperzió, és végül a gélesedési folyamat kialakítása és állandósítása. A felállított optimális követelmények jellegüknél fogva ellentmondóak. Megvalósításuk lépésről lépésre lehetséges és csak abban az esetben, ha a lépések egymásutánjai az előző állapot megszűnését nem váltják ki. A vázolt elméleti összefüggések alapján magyarázható az ismert eljárások minden hibája, hiányossága. Az ismert eljárások létrehozásakor minden valószínűség szerint nem vizsgálták áz alapvető elméleti összefüggéseket, vagy nem kellő mélyrehatóan elemezték azokat és ezért az ismert eljárások eredményeként előálló termékek csak kis mértékbem eltéréseket jelentenek egymáshoz képest. Elméleti kutatásaink és kísérleteink során arra a nem várt eredményre jutottunk, hogy ha habot villamosán feltöltjük, akkor ily módon a habon belüli határfelületeket aktivizálni lehet és ennek következtében a háromfázisú rendszer rendkívüli stabilitása következik be. Kialakul az elektromos kettősréteg de a kémiai kötésig állandósul egy olyan egyensúlyi állapot, amely biztosítja a zsugorodásmentes kötést és száradást, mivel az elektromos töltésű hab vizes közege nem dehidratálódik. Kísérletileg beigazolódott, hogy azonos összetételű, azonos technológiával előállított kerámiai habok közül - függetlenül a töltőanyagok változtatásától - csak az elektromosan feltöltött habok biztosítottak kiemelkedően kedvező tulajdonságokat. A villamos töltés során ugyanis a hab gázcellái közötti, folyadékfázis alkotta lemezek felületei mentén helyezkednek el a töltéshordozók és ezáltal következik be a háromfázisú rendszer stabilitása. Kísérleteink során úgy találtuk, hogy a hab gázcellái közötti lemezek felületein 50-2000 mV potenciál biztosítása szükséges és előnyös ha ez a potenciál 150-1000 mV értékű. \ hab villamos feltöltése célszerűen dörzshatással biztosítható. A dörzselektromos berendezés kialakítható akként, hogy egy tartályban lényegében egy centrifugál szivattyút helyezünk el. A centrifugái szivattyú háza és forgórésze villamos szempontból szigetelő anyagból van, például ebonitból. E későbbiekben vázolt összetételű habképző oldatot a centrifugál szivattyúval cirkuláltatjuk és ennek során a nem villamos anyagú szivattyúalkatrészek között többszörös irányváltoztatásra és ütközésre kényszerítjük. Az ilyen áramoltatás során fel-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
